Uutta tietoa huipputeknologiasta ja sen hyödyntämisestä, tietoa tulevaisuuden ratkaisuista ja palveluista päätöksenteon tueksi ja liiketoiminnan kehittämiseen. Kohdistettu VTT:n kumppaneille, asiakkaille sekä huipputeknologiasta ja sen sovelluksista kiinnostuneille.
Julkaisu tieteestä, teknologiasta ja liiketoiminnasta

​​​Kuva 1. Tyypillinen Smart City -arviointikehys.​

Voiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?

Miimu Airaksinen | 17.5.2016

​Kaupunkiväestön osuus Euroopassa on 78 prosenttia. Kaupungeissa syntyy 85 prosenttia EU:n bruttokansantuotteesta ja yli 90 prosenttia uusista innovaatioista. Toisaalta kaupungeissa tuotetaan yli 70 prosenttia kaikista hiilidioksidipäästöistä. Negatiivisten vaikutusten vähentäminen edellyttää kaupungeilta kykyä muuntua älykkäiksi kaupungeiksi, Smart Cityiksi.

Suorituskykyanalyysi on muodostunut tärkeäksi projektien suunnittelu- ja arviointityökaluksi, ja sitä voidaan hyödyntää myös kaupunkien arviointiin. Kaupunkivertailu voi tukea sopivia kohteita etsivien sijoittajien päätöksentekoa. Kaupungit voivat arvioida omia vahvuuksiaan ja heikkouksiaan vertailujen perusteella ja määrittää tavoitteita ja strategioita tulevalle kehitykselle ja vertailutulosten parantamiselle.

Nykyisten Smart City -arviointikehysten vertailu ja analyysi osoittivat, että kestävän kehityksen kolme pilaria yhteisö, ympäristö ja talous ovat yleisesti omaksuttuja ja laajalti käytössä. Smart City -projektin onnistumisen arviointiin tarvitaan kuitenkin muutakin. Menestyksen määrittää osaltaan myös se, miten projekteja on jo toteutettu tai tullaan toteuttamaan eri olosuhteissa. Smart City -projektien kehityksen ja toteutuksen hallinta vaikuttaa merkittävästi niiden Yhteisö-, Ympäristö- ja Talous-mittareilla mitattaviin tuloksiin. CITYkeys sisältää tämän vuoksi erilaisia mittareita, joilla voidaan arvioida kaupunkikontekstin merkitystä sekä kehitys- ja toteutusprosessin laatua.

Lisäksi on tärkeää, että yksittäisiä Smart City -menestystarinoita voidaan toistaa muissa kaupungeissa ja olosuhteissa. CITYkeys-projektin Levittäminen-luokalla arvioidaan Smart City -projektien laajentamis- ja käyttömahdollisuuksia erilaisissa olosuhteissa.

Keskeisten suorituskykymittareiden (KPI) käyttö mahdollistaa myös kaupungin eri alijärjestelmien toiminnan optimoinnin, kun esimerkiksi energia- ja liikennevirtoja voidaan tehostaa samalla kun niiden ympäristövaikutuksia minimoidaan. Kaupungin valvontajärjestelmä mahdollistaa tietojen käytön ja vaihdon kaupunkiympäristössä käytettävien sovellusten välillä. Jotta kaupunkien alijärjestelmien tietoja voidaan käyttää mahdollisimman kattavasti, järjestelmien tulee noudattaa standardeja ja käyttää yhteensopivia rajapintoja. Valvontajärjestelmät voivat lisäksi tukea kaupungin optimaalista toimintaa holistisilla käyttöjärjestelmillä, jotka mahdollistavat erilaisten sensoreiden keräämän datan jakamisen, analysoinnin ja visualisoinnin.


 

Tausta ja johdanto

Yli puolet koko maapallon väestöstä asuu kaupungeissa. EU28-maissa osuus on jo yli kaksi kolmannesta, ja kaupunkiväestön osuus niissä kasvaa edelleen. Lähes 70 prosenttia maailman väestöstä asuu vuoteen 2050 mennessä urbaaneilla alueilla. Kaupunkien korkea väestötiheys lisää energia- ja vesivaroihin, liikenteeseen, rakennuksiin ja julkisiin tiloihin kohdistuvia rasitteita1. Urbaanit alueet vastaavat yli 70 prosentista nykyisistä hiilidioksidipäästöistä. Ne siis vaikuttavat merkittävästi ilmastonmuutoksen etenemiseen, mutta ovat samanaikaisesti erittäin alttiita sen vaikutuksille. Tästä aiheutuu huomattavia, esimerkiksi ilmansaasteisiin, liikenneruuhkiin, jätehuoltoon ja terveyteen liittyviä haasteita2.

SBA:n mukaan3,4 kestävän kehityksen perusperiaate on, että kaikki elämän ja hyvinvoinnin edellytykset ovat suoraan tai välillisesti riippuvaisia luonnon ympäristöstä. Kestävä kehitys luo ja ylläpitää olosuhteita, joissa ihmiset ja luonto ovat tuottavassa sopusoinnussa tavalla, joka mahdollistaa nykyisen ja tulevien sukupolvien sosiaalisten, taloudellisten ja muiden vaatimusten täyttämisen. Kestävä kehitys on tärkeää, jotta meillä on nyt ja tulevaisuudessa riittävä määrä vettä, raaka-aineita ja muita resursseja ihmisten terveyden ja ympäristön suojeluun.

Smart City -käsite pitää usein sisällään ajatuksen tieto- ja viestintäjärjestelmiä hyödyntävästä kaupungista5. Osa määritelmistä käsittelee intelligent cities- ja smart cities -termejä synonyymeina6, osa taas erillisinä käsitteinä5. Malek7 käyttää nimitystä älykäs kaupunki (intelligent city) kaupungista, jossa on IT-infrastruktuuri. Smart City -kehityksen lopullisena tavoitteena on usein kestävä kehitys8.

Kaupungit ovat myös suotuisa ympäristö luovuudelle ja talouskasvulle: niillä on valtava ja ainutlaatuinen potentiaali, mitä tietojen vaihtoon, optimointiin ja uusiin ratkaisuihin tulee. Siirtymisprosessi etenee kuitenkin hitaasti9, 10. EU on määrittänyt ilmasto- ja energiatavoitteet vuodelle 2030 (EY 2014), joten esteiden purkamiseksi ja ongelmien ratkaisemiseksi tarvitaan kipeästi älykkäitä ratkaisuja11 ja ripeämpää siirtymisprosessia. Infrastruktuurien ruuhkautumiseen, energiankulutukseen, resurssien hallintaan ja ympäristönsuojeluun liittyvien ongelmien ratkaiseminen edellyttää innovatiivisia lähestymistapoja. Smart City -ratkaisujen kehittäminen on erittäin tärkeässä asemassa eurooppalaisen 2030-strategian ympäristötavoitteiden sekä niitä seuraavien 2050-tavoitteiden saavuttamisen kannalta.

Uusia tehokkaita, helppokäyttöisiä, yhteensopivia ja integroitavia teknologioita ja palveluita tarvitaan kipeästi etenkin energia-, kuljetus- ja tieto- ja viestintätekniikassa: älykkäitä ratkaisuja, jotka ovat erittäin tehokkaita ja kestäviä, mutta myös edistävät taloudellista ja sosiaalista hyvinvointia. Tämä onnistuu parhaiten hyödyntämällä kaupungin kaikkia resursseja ja koordinoimalla sen eri toimijoita uusien teknologioiden ja kaukonäköisten yhteisten käytäntöjen avulla.

Suorituskykyanalyysi on muodostunut tärkeäksi projektien suunnittelu- ja arviointityökaluksi, ja sitä voidaan hyödyntää myös kaupunkien arviointiin. Erilaiset kaupunkivertailut ovat nykyään suosittuja ja kiinnostavat yleisöä yhä enemmän. Kaupunkivertailut voivat houkutella kaupunkeihin uusia asukkaita ja tukea sopivia kohteita etsivien sijoittajien päätöksentekoa. Kaupungit voivat arvioida omia vahvuuksiaan ja heikkouksiaan vertailujen perusteella ja määrittää tavoitteita ja strategioita tulevalle kehitykselle ja vertailutulosten parantamiselle. Kaupunkien asianmukainen vertailu edellyttää tarkoitukseen sopivia arviointimekanismeja ja mittareita. Mittarin yksi mahdollinen määritelmä on ”mikä tahansa kiinnostavan kohteen tilan mittaaja. Mittareita käytetään usein muuttujina, kun mallinnetaan monimutkaisten ympäristöjärjestelmien muutoksia”12.

Kaupunkien hallintoelimet arvioivat yleensä projektien onnistumista keskeisten suorituskykymittareiden (KPI) avulla. Ne voivat liittyä kaupungin ympäristöllisiin, sosiaalisiin ja taloudellisiin tavoitteisiin13. Mittareiden tulee osoittaa, miten kaupunki edistyy kestävän kehityksen periaatteet huomioivien strategisten tavoitteidensa saavuttamisessa, jotta kaupunki voi kehittää mittareita kullekin Smart City -osa-alueelle asetettujen tavoitteiden saavuttamiselle. Lisäksi on esitetty, että onnistumisen mittareiden tulee liittyä kaupungin visioon ja tavoitteisiin14.

Eri kaupungeilla, yrityksillä, tutkimusryhmillä ja viranomaisilla on meneillään useita hankkeita, joissa pyritään luomaan menetelmiä tai arviointikehyksiä kaupunkien ympäristövaikutusten tai kestävän kehityksen mittaamiseen. Elinkaariajattelun avulla on viime aikoina laadittu useita standardeja, joilla määritetään IT-ja viestintätuotteiden, -verkkojen ja -palveluiden ympäristövaikutuksia. Lisäksi käynnissä on hankkeita, joissa kaupungit raportoivat tietoja kasvihuonekaasupäästöistään ja energiankäytöstään15.

Useimmissa Smart City -arviointikehyksissä käytetään perinteistä jaottelua yhteisö, ympäristö ja talous (katso Kuva 1). Joissakin tapauksissa jaottelu vaikuttaa arviointikehyksen taustalla. Arviointikehyksissä on yleensä omia mittareita eri luokille, kuten talous, yhteisö ja arki sekä hallinto ja palvelut. Lähes kaikissa on myös ympäristöön liittyviä mittareita esimerkiksi energiankulutuksen, rakennusten kestävän kehityksen, hiilijalanjäljen ja jätetuotannon mittaamiseen. Järjestelmät huomioivat myös älykkään liikkuvuuden, liikenteen ja infrastruktuurit, mutta painotukset vaihtelevat eri arviointikehysten välillä. Tieto- ja viestintätekniikan rooli edistävänä teknologiana sisältyy kaikkiin pääluokkiin.


 

Keskeiset suorituskykymittarit (KPI)

Mittarijoukkoja on lukuisia, mutta vain osa on yleisesti hyväksyttyjä. Kaupungit valitsevat yleensä kuhunkin tarkoitukseen parhaiten sopivat mittarit, mikä vaikeuttaa kaupunkien välisten ja joskus jopa kaupungin omien arviointitulosten vertailua.

Eurooppalainen innovaatiokumppanuus Smart Cities and Communities8 tukee kaupunkien energiatehokkuutta, uusiutuvan energian käyttöä ja kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistä edistämällä teknologisia innovaatioita ja kansalaisyhteisöjen osallistumista innovatiivisilla konsepteilla, prosesseilla, menetelmillä ja työkaluilla. Toiminnan avoimuuden ja uskottavuuden kannalta on tärkeää, että se on selkeästi mitattavissa, jotta saavutukset voidaan esittää todistettavasti kaupungin johdolle ja laajemmin koko yhteisölle. Edistymisen mittaaminen voi lisätä kaupunkilaisten tietoisuutta vähähiilisestä elämäntavasta ja auttaa teollisuutta löytämään uusia liiketoimintamahdollisuuksia. Se myös tukee prosessia koordinoivaa ja valvovaa kaupunginhallintoa. Tähän tarkoitukseen tarvitaan kattava mittarijärjestelmä, joka pohjautuu mahdollisimman pitkälti todelliseen dataan.

Kaupunkien käytettävissä on jo monia toimivia mittarijärjestelmiä, kuten Euroopan kaupunkien kestävää kehitystä koskeva viitekehys, Global City Indicators Facility ja European Energy Award. Se mitä puuttuu, on laajalti hyväksytty mittarijärjestelmä, joka kuvastaa nimenomaan Smart City -lähestymistapaa. Tällaisen järjestelmän kehittäminen antaisi kaupungeille mahdollisuuden tehdä itsearviointeja ja verrata omaa edistymistään muiden kaupunkien kanssa. Smart City -termi täytyy ensin määritellä yksiselitteisesti, jotta sen perusteella voidaan muodostaa mittareita ja eurooppalaisista kaupungeista saadaan yhdenmukaista ja vertailukelpoista dataa. Lisäksi kaupunkeja johtavien tahojen on kyettävä hyväksymään entistä avoimempi raportointi yleisten, yhdessä hyväksyttyjen mittareiden saavuttamisen edistymisestä.

CITYkeys-projektissa suoritettu nykyisten arviointikehysten vertailu osoittaa, että Smart City -viitekehysten ja suorituskykymittareiden kirjo on hyvin laaja: ne vaihtelevat hyvin tarkoista alakohtaisista mittareista kokonaisvaltaisiin ja yhdennettyihin koko kaupunkia koskeviin viitekehyksiin (Kuva 2). Valtaosa arvioiduista viitekehyksistä pyrkii mittaamaan koko kaupungin suorituskykyä käyttämällä kokonaisvaltaisia ja yhdennettyjä menetelmiä sekä asianmukaisia mittareita.

Smart City -mittareita koskevien arviointikehysten tarkastelun16 perusteella voidaan sanoa, että yleisimmin käytettyjä luokkia ovat talous, ihmiset ja arki, hallinto ja palvelut, liikkuvuus, liikenne ja infrastruktuuri sekä ympäristö. Tieto- ja viestintätekniikka sisältyy kaikkiin luokkiin. Kukin arviointimenetelmä jaottelee nämä mittarit eri tavoin, mikä vaikeuttaa luokkien selkeää rajaamista. Luokat ovat yleensä myös osittain päällekkäisiä. Esimerkiksi infrastruktuuriluokan mittarit liittyvät usein myös ympäristöön ja ovat siksi päällekkäisiä ympäristöluokan mittareiden kanssa. Tämä osoittaa, miten tärkeä yhdennetty lähestymistapa on.

Ympäristöön ja energiaan liittyvät mittarit ovat tärkeimpien joukossa, mitä hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen tulee17, 18, 19. Energiaan liittyvillä mittareilla arvioidaan useimmiten energiankulutuksen tehokkuutta, uusiutuvan energian käyttöä tai puhtaan energian käyttöä liikenteessä. Energiankulutusta mitataan yleensä BKT- tai asukaskohtaisesti, mutta käytössä on myös muita mittarityyppejä, kuten älykkäitä energiamittareita käyttävien kotitalouksien osuus kaikista kotitalouksista.

Energiaan ja ilmastonmuutokseen liittyvät mittarit olivat hyvin esillä useimmissa arviointimenetelmissä. Tämä osoittaa, miten tärkeitä ympäristöön liittyvät tekijät eli Kuvan 1 alareunassa näkyvät ympäristömittarit ovat. Myös kaksi muuta perinteistä kestävän kehityksen pilaria eli yhteisö ja talous olivat tärkeässä asemassa. Monitasoista hallintoa ja projektien toistettavuutta kuvaavat mittarit sitä vastoin puuttuivat täysin. Tämä on huomionarvoista, sillä monitasoinen hallinto on ehdoton edellytys yhdennettyjen ratkaisujen käyttöönotolle kaupungeissa. Skaalattavuus ja toistettavuus ovat tärkeitä myös toteutuskelpoisten ratkaisujen toteutuksen ja levittämisen kannalta.

CITYkeys-arviointimenetelmä ja -mittarit on tarkoitettu Smart City -projektien onnistumisen arviointiin sekä (onnistuneiden) projektien toistettavuuden arviointiin muissa olosuhteissa. Menestyksen mitta on koko kaupunkialueiden ekologisessa jalanjäljessä tapahtuva muutos, joka samanaikaisesti edistää taloudellista hyvinvointia ja sosiaalisten tavoitteiden saavuttamista sekä kykyä sietää ilmastonmuutosta ja muita ulkoisia häiriötekijöitä. Kestävän kehityksen käsitteestä ja sen kolmesta peruspilarista eli kestävästä sosiaalisesta kehityksestä (yhteisö), kestävästä ympäristön kehityksestä (ympäristö) ja kestävästä taloudellisesta kehityksestä (talous) on tullut yleisesti hyväksyttyjä kaupunkien kansallisen ja alueellisen arvioinnin mittausjärjestelmien kehittäjien keskuudessa 20. Ne ovat hyvin näkyvässä roolissa myös yritysten raportoinnissa21.

Arvioinnin ytimessä on se, miten laaja vaikutus Smart City -projekteilla on sosiaalisiin, ympäristöä koskeviin ja taloudellisiin mittareihin. Smart City -projektin onnistumisen arviointiin tarvitaan kuitenkin muutakin. Menestyksen määrittää osaltaan myös se, miten projekteja on jo toteutettu tai tullaan toteuttamaan eri olosuhteissa. Smart City -projektien kehityksen ja toteutuksen hallinta vaikuttaa merkittävästi niiden Yhteisö-, Ympäristö- ja Talous-mittareilla mitattaviin tuloksiin22. Hiremath et al. huomauttavat myös, että hallinnosta on muodostunut kestävän kehityksen neljäs peruspilari17. Järjestelmän tulee tämän vuoksi sisältää erilaisia mittareita, joilla voidaan arvioida kaupunkikontekstin (ulkoiset tekijät) merkitystä sekä kehitys- ja toteutusprosessin laatua (sisäiset tekijät).

Yksittäisten Smart City -projektien toistettavuus muissa kaupungeissa ja olosuhteissa määrittää viime kädessä niiden lopullisen vaikutuksen energiaan ja hiilidioksidipäästöihin liittyvien eurooppalaisten tavoitteiden saavuttamiseen. Levittäminen-luokan mittareilla arvioidaan Smart City -projektien laajentamis- ja käyttömahdollisuuksia erilaisissa olosuhteissa.


 

KPI-mittaus

Kaupungin toimintojen ymmärtämisen ja suorituskyvyn arvioinnin kannalta on tärkeää, että Smart City -mittarit pohjautuvat mahdollisimman reaaliaikaiseen dataan, kun seurataan esimerkiksi kriittisen tärkeää infrastruktuuria, kuten rakennuksia tai liikennettä. 

Reaaliaikainen data voidaan ryhmitellä kahteen pääluokkaan; 1) fyysinen kaupunkidata ja 2) mittausdatasta saatavat tiedot. Fyysisillä tiedoilla viitataan kaupunkialueen valvontaan, kuten kaupunkien fyysiseen valvontaan liittyvien mallien tunnistamiseen. Mittausdatasta saatavilla tiedoilla viitataan tässä kaupungin palveluiden toimittamiseen ja käyttöön eli esimerkiksi energian tai veden jakeluun tai jätteiden keräykseen liittyviä mittauksia. Kaupunkidata sisältää tietoja kysynnästä ja tarjonnasta. 


 

Seurattavien keskeisten suorituskykymittareiden tulkinta

Suorituskyvyn tehokkuus voidaan määritellä suoritteen, palvelun, tavaran tai energian tuotoksen ja energiapanoksen välisenä suhteena23. Energiaintensiteeteistä on luultavasti tullut energiatehokkuuden yleisimpiä mittareita. Ne mittaavat tuotoskohtaista energiankulutusta ja vastaavat kysymykseen siitä, miten paljon energiaa täytyy kuluttaa halutun tavoitteen saavuttamiseksi. Tämä saattaa vaikuttaa yksinkertaiselta, mutta tuotoksen ja panoksen mittaamiseen on itse asiassa olemassa lukuisia erilaisia tapoja. Lähestymistavan valinta edellyttää aina jonkinlaisia kompromisseja24 (Forsström et al. 2011).


 


 

Kuva 2. CITYkeys-projektissa kartoitetut Smart City -viitekehykset (www.citykeys-project.eu).

 


 

Keskeisten suorituskykymittareiden seuraaminen

Keskeisten suorituskykymittareiden (KPI) käyttö mahdollistaa myös kaupungin eri alijärjestelmien toiminnan optimoinnin, kun esimerkiksi energia- ja liikennevirtoja voidaan tehostaa samalla kun niiden ympäristövaikutuksia minimoidaan.

Käyttötietojen hyödyntäminen on samalla tärkeää energiayhtiöiden toiminnan ja resurssien tehokkaan käytön kannalta. Jos kuluttajilla ja valtuutetuilla kolmansilla osapuolilla olisi mahdollisuus tarkastella omia tietojaan, ne voisivat ymmärtää ja hallita omaa energiankulutustaan entistä paremmin ja aktiivisemmin. Tämä pienentäisi energialaskuja ja tekisi kuluttajista entistä tehokkaampia energiankäyttäjiä.

Datan tehokas optimointi edellyttää kuluttajien tietosuojaa kunnioittavaa oikeus- ja sääntelyjärjestelmää, kuluttajien mahdollisuutta käyttää omia energiankäyttötietojaan ja päättää niiden jakamisesta kolmansien osapuolten kanssa sekä arkaluonteisten tietojen suojaamista, jotta kuluttajat ovat valmiita hyväksymään datan avoimen jakamisen (open data)25. Lisäksi on kehitettävä teknisiä standardeja ja protokollia, jotka edistävät ja tukevat arkaluonteisten tietojen tietosuojaa, jakamisvalintoja sekä turvallista siirtoa ja ylläpitoa yhteensopivissa järjestelmissä.


 

Keskustelu ja päätelmät

Suorituskykyanalyysi on muodostunut tärkeäksi projektien suunnittelu- ja arviointityökaluksi, ja sitä voidaan hyödyntää myös kaupunkien arviointiin. Erilaiset kaupunkivertailut ovat nykyään hyvin suosittuja ja kiinnostavat yleisöä yhä enemmän. Kaupunkivertailu voi tukea sopivia kohteita etsivien sijoittajien päätöksentekoa. Kaupungit ja yhteisöt voivat hyödyntää vertailutuloksia omien vahvuuksiensa ja heikkouksiensa arvioinnissa ja määrittää niiden perusteella tavoitteita ja strategioita tulevalle kehitykselle ja kaupunkijärjestelmän suorituskyvyn parantamiselle.

Kaupunkien hallintoelimet arvioivat projektien onnistumista keskeisten suorituskykymittareiden avulla. Ne voivat liittyä kaupungin ympäristöllisiin, sosiaalisiin sekä taloudellisiin tavoitteisiin. Mittareiden tulee osoittaa, miten kaupunki edistyy kestävän kehityksen periaatteet huomioivien strategisten tavoitteidensa saavuttamisessa, jotta kaupunki voi kehittää mittareita kullekin Smart City -osa-alueelle asetettujen tavoitteiden saavuttamiselle. Lisäksi on esitetty, että onnistumisen mittareiden tulee liittyä kaupungin visioon ja tavoitteisiin.

Älykkäiden kaupunkien suorituskyvyn mittauskehysten vertailu ja analyysi osoittivat, että kestävän kehityksen kolme pilaria eli yhteisö, ympäristö ja talous ovat yleisesti omaksuttuja ja laajalti käytössä.

Smart City -projektin onnistumisen arviointiin tarvitaan kuitenkin muutakin. Menestyksen määrittää osaltaan myös se, miten projekteja on jo toteutettu tai tullaan toteuttamaan eri olosuhteissa. Smart City -projektien kehityksen ja toteutuksen hallinta vaikuttaa merkittävästi niiden yhteisö-, ympäristö- ja talous-mittareilla mitattaviin tuloksiin. CITYkeys-kehys sisältää tämän vuoksi erilaisia mittareita, joilla voidaan arvioida kaupunkikontekstin (ulkoiset tekijät) merkitystä sekä kehitys- ja toteutusprosessin laatua (sisäiset tekijät). 

Yksittäisten Smart City -projektien toistettavuus muissa kaupungeissa ja olosuhteissa määrittää viime kädessä niiden lopullisen vaikutuksen mitä energiaan ja hiilidioksidipäästöihin liittyvien tavoitteiden saavuttamiseen tulee. CITYkeys-projektin Levittäminen-luokalla arvioidaan Smart City -projektien laajentamis- ja käyttömahdollisuuksia erilaisissa olosuhteissa.

Kaupungin toimintojen ymmärtämisen ja suorituskyvyn arvioinnin kannalta on tärkeää, että Smart City -mittarit pohjautuvat mahdollisimman reaaliaikaiseen dataan. Seurattavien mittareiden tulee antaa holistinen näkymä kaupungin kestävästä kehityksestä. Rakennusten energiankulutusta kaupungeissa mitataan yleensä kilowattitunteina (kWh tai kWh/m2). Mittari on erittäin hyödyllinen rakennuskannan suunnitteluvaiheessa, mutta ei anna tietoja rakennuskannan käytön tehokkuudesta sen valmistuttua. Mittari voi aiheuttaa jopa vääriä johtopäätöksiä, jos rakennuskannan käyttötietoja tai historiaa ei tunneta. Käyttövaiheessa on tärkeää tietää, miten tehokkaasti rakennuksia käytetään. On tärkeää tietää esimerkiksi kuinka monta tuntia päivässä rakennuksessa on ihmisiä, mutta myös ihmisten määrä.

Keskeisten suorituskykymittareiden (KPI) käyttö mahdollistaa myös kaupungin eri alijärjestelmien toiminnan optimoinnin, kun esimerkiksi energia- ja liikennevirtoja voidaan tehostaa samalla kun niiden ympäristövaikutuksia minimoidaan. Kaupungin valvontajärjestelmä mahdollistaa tietojen käytön ja vaihdon kaupunkiympäristössä käytettävien sovellusten välillä.

Jotta kaupunkien alijärjestelmien tietoja voidaan käyttää mahdollisimman kattavasti, järjestelmien tulee noudattaa standardeja ja käyttää yhteensopivia rajapintoja. Valvontajärjestelmät voivat lisäksi tukea kaupungin optimaalista toimintaa holistisilla käyttöjärjestelmillä, jotka mahdollistavat erilaisten sensoreiden keräämän datan jakamisen, analysoinnin ja visualisoinnin.

Datan tehokas optimointi edellyttää kuluttajien tietosuojaa kunnioittavaa oikeus- ja sääntelyjärjestelmää, kuluttajien mahdollisuutta käyttää omia energiankäyttötietojaan ja päättää niiden jakamisesta kolmansien osapuolten kanssa sekä arkaluonteisten tietojen suojaamista, jotta kuluttajat ovat valmiita hyväksymään muun datan avoimen jakamisen (open data). Lisäksi on kehitettävä teknisiä standardeja ja protokollia, jotka edistävät ja tukevat arkaluonteisten tietojen tietosuojaa, jakamisvalintoja sekä turvallista siirtoa ja ylläpitoa yhteensopivissa järjestelmissä. 


 


MIIMU AIRAKSINEN

Tutkimusprofessori, tekniikan tohtori (rakennustekniikka) Miimu Airaksinen tuntee sekä suomalaisen että eurooppalaisen rakennusalan haasteet ja vahvuudet.

Airaksinen tutkii rakennetun ympäristön ekotehokkuutta VTT:llä

ja rakennusalan tulevaisuuden

painopisteitä ja on mukana

Suomen ilmastopaneelissa sekä YK:n Habitat-neuvonantajana. 

Hän on kehittänyt aktiivisesti Smart Building- ja Smart City -konsepteja sekä käyttäjätutkimuksia.


 


 


 

Viitteet:


 

[1] Euroopan komissio, 2013, mietintö Euroopan parlamentille: Mapping Smart Cities in the EU. IP/A/ITRE/ST/2013–02.

[2] OECD, 2012, OECD Environmental Outlook to 2050, OECD Publishing.

[3] SBA Sustainable Building Alliance, 2009. Common Carbon Metric. For Measuring Energy Use & Reporting Greenhouse Gas Emissions from Building Operations. UNEP SBCI. http://www.sballiance.org/dldocuments/common-carbon-metric2009.pdf.

[4] EPA, United States Environmental Protection Agency, 2014, What is sustainability?, http://www.epa.gov/sustainability/basicinfo.htm

[5] Hollands, RG., 2008. Will the real smart city please stand up? City 12, 3, (joulukuu 2008), 303-320. DOI=http://10.1080/13604810802479126.

[6] Allwinkle, S. ja Cruickshank, P., 2011, Creating smarter cities: an overview, Journal of urban technology, 18, 2,(huhtikuu 2011), 1–16. DOI=http://10.1080/10630732.2011.601103.

[7] Malek, JA., 2009. Informative global community development index of informative smart city, 8. kansainvälinen WSEAS (World Scientific and Engineering Academy and Society) -konferenssi, koulutus ja koulutusteknologia. 17.–19. lokakuuta 2009, Genova, Italia. ISSN: 1790–5109.

[8] Euroopan komissio, EIP SCC, Eurooppalainen innovaatiokumppanuus ”Smart Cities and Communities”, strateginen täytäntöönpanosuunnitelma, 14. lokakuuta 2013, http://ec.europa.eu/eip/smartcities/

[9] Giffinger, R., Fertner, C., Kramar, H., Meijers, E., Pichler-Milanovic, N., 2007, Ranking of European medium-sized cities, loppuraportti, Wien, 2007.

[10] Gonzales, J.A. and Rossi, A., 2011, New trends for smart cities, open innovation mechanism in smart cities, Euroopan komissio ja tieto- ja viestintätekniikkapolitiikan tukiohjelma.

[11] Nam, T. & Pardo, T.A., 2011, Conceptualizing Smart City with dimensions of technology, people and institutions. 12. Annual International Conference on Digital Government Research, 12.–15. kesäkuuta, College Park, MD.

[12] Canadian Environmental Assessment Agency. 2013. Cumulative Effects Assessment Practitioners’ Guide, http://www.ceaa-acee.gc.ca/default.asp?lang=En&n=43952694-

[13] GSMA 2013. Guide to Smart Cities. The Opportunity for Mobile Operators. http://smartcitiesindex.gsma.com/indicators/

[14] Colldahl, C., Frey, S., Kelemen, J. E., 2013, Smart Cities: Strategic Sustainable Development for an Urban World, School of Engineering. Blekinge Tekniska Högskola (BTH). Karlskrona, Ruotsi.

[15] Lövehagen, L., Bondesson, A., 2013. Evaluating sustainability of using ICT solutions in smart cities – methodology requirements. ICT4S 2013, International Conference on Information and Communication Technologies for Sustainability. s. 175–182.

[16] Airaksinen M., Ahvenniemi H., Virtanen M., 2012, Smart City Key Performance Indicators, European Energy Research Alliance, EERA, tilaraportti, Joint Program Energy in Cities.

[17] Hiremath, R.B., Balachandra, P., Kumar, B., Bansode, S.S. and Murali, J., 2013, Indicator-based urban sustainability – A review. Energy for Sustainable Development 17 (2013), 555-563.

[18] McManus, P., (2012) Measuring Urban Sustainability: the potential and pitfalls of city rankings, Australian Geographer, Vol. 43, No. 4, s. 411–424.

[19] Nielsen, Per Sieverts; Ben Amer, Sara and Halsnæs, Kirsten., 2013. TRANSFORM-project. Definition of Smart Energy City. Julkaisut 1.1. ja 1.2. Danmarks Tekniske Universitet, DTU.

[20] SCOPE, 2007. Sustainability Indicators: A Scientific Assessment. Ed. T. Hák, B. Moldan ja A.L. Dahl., Washington: Island Press. 2.

[21] Kolk, A., 2004. A Decade of Sustainability Reporting: Developments and Significance. International Journal of Environment and Sustainable Development 3, no. 1 (2004): 51–64.

[22] Fortune, Joyce and Diana White, 2006. Framing of project critical success factors by a systems model. International Journal of Project Management 24 (2006) 53–65.

[23] Euroopan komissio, 2006. Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2006/32/EY, annettu 5. päivänä huhtikuuta 2006, energian loppukäytön tehokkuudesta ja energiapalveluista sekä neuvoston direktiivin 93/76/ETY kumoamisesta, Euroopan unionin virallinen lehti.

[24] Forsström, Juha; Lahti, Pekka; Pursiheimo, Esa; Rämä, Miika; Shemeikka, Jari; Sipilä, Kari; Tuominen, Pekka; Wahlgren, Irmeli, 2011, Measuring energy efficiency. Indicators and potentials in buildings, communities and energy systems. VTT.

[25] DOE, 2010, Department of Energy, Yhdysvaltojen energiaministeriö, Data access of privacy issues related to smart grid technologies, 5. lokakuuta 2010, http://www.energy.gov/sites/prod/files/gcprod/documents/Broadband_Report_Data_Privacy_10_5.pdf​


 

 

 

Impulssihttp://www.vtt.fi/ImpulssiImpulssi
Impulssi 1/2017http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2017.aspxImpulssi 1/2017
Lämpöaistimus on monen tekijän summahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Lampoaistimus-on-monen-tekijan-summa.aspxLämpöaistimus on monen tekijän summa
Tuottoisaa käyttöä Suomen biomassoillehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuottoisaa-kayttoa-Suomen-biomassoille.aspxTuottoisaa käyttöä Suomen biomassoille
Jari Gustafsson: Vanhoja ja uusia työjuhtia taantuman voittamiseksihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Jari-Gustafsson-Vanhoja-ja-uusia-taantuman-voittamiseksi.aspxJari Gustafsson: Vanhoja ja uusia työjuhtia taantuman voittamiseksi
Tulevaisuuden 5G-verkko etenee koekäyttöön Oulussahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-5G-verkko-etenee-koekayttoon-oulussa.aspxTulevaisuuden 5G-verkko etenee koekäyttöön Oulussa
Suomi suuntaa vähähiiliseen älyliikenteeseenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-suuntaa-vahahiiliseen-alyliikenteeseen.aspxSuomi suuntaa vähähiiliseen älyliikenteeseen
Voiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Voiko-alykkaiden-kaupunkien-suorituskykya-mitata.aspxVoiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?
Uudenlaista liiketoimintaa selluloosastahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uudenlaista-liiketoimintaa-selluloosasta.aspxUudenlaista liiketoimintaa selluloosasta
Laivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimustahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laivateollisuuden-digitalisoituminen-edellyttää-huippututkimusta.aspxLaivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimusta
Täydellinen arktisten ratkaisujen pilottiympäristöhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Taydellinen-arktisten-ratkaisujen-pilottiymparisto.aspxTäydellinen arktisten ratkaisujen pilottiympäristö
5G tuo vauhtia verkkopalveluihinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/5G-tuo-vauhtia-verkkopalveluihin.aspx5G tuo vauhtia verkkopalveluihin
Brasilia viitoittaa bioenergian tietähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Brasilia-viitoittaa-bioenergian-tieta.aspxBrasilia viitoittaa bioenergian tietä
Mallinnuksen ja simuloinnin hyödyntäminen uusissa voimalaitoskonsepteissahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mallinnuksen-ja-simuloinnin-hyodyntaminen-uusissa-voimalaitoskonsepteissa.aspxMallinnuksen ja simuloinnin hyödyntäminen uusissa voimalaitoskonsepteissa
Painettu teknologia kutsuu muotoilijoitahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Painettu-teknologia-kutsuu-muotoilijoita.aspxPainettu teknologia kutsuu muotoilijoita
Voiko ympäristöväittämiin luottaa?http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Voiko-ymparistovaittamiin-luottaa.aspxVoiko ympäristöväittämiin luottaa?
VTT:n spinno GrainSense tuo laboratorion maanviljelijän kouraanhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/VTTn_spinno_GrainSense_tuo_laboratorion-maanviljelijan-kouraan.aspxVTT:n spinno GrainSense tuo laboratorion maanviljelijän kouraan
Panimolaboratorio – Paremman oluen puolestahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Panimolaboratorio-paremman-oluen-puolesta.aspxPanimolaboratorio – Paremman oluen puolesta
Elinkeinoministeri Olli Rehn: uudistumisen kautta nousuunhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elinkeinoministeri-Olli-Rehn-uudistumisen-kautta-nousuun.aspxElinkeinoministeri Olli Rehn: uudistumisen kautta nousuun
Mahdollisuus piilee haasteissahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mahdollisuus-piilee-haasteissa.aspxMahdollisuus piilee haasteissa
Intohimo siivittää tutkimustahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/intohimo-siivittaa-tutkimusta.aspxIntohimo siivittää tutkimusta
Robottiautojen esiinmarssihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Robottiautojen-esiinmarssi.aspxRobottiautojen esiinmarssi
Teollinen 3D-tulostus nousukiidossahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollinen-3D-tulostus-nousukiidossa.aspxTeollinen 3D-tulostus nousukiidossa
Joustavan energiatuotannon kärkimaaksihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Joustavan-energian-karkimaaksi.aspxJoustavan energiatuotannon kärkimaaksi
Ikäteknologia arjen apuna ja turvanahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ikäteknologia-arjen-apuna-ja-turvana.aspxIkäteknologia arjen apuna ja turvana
Puukuitu haastaa muovin kauppakasseissahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puukuitu-haastaa-muovin-kauppakasseissa.aspxPuukuitu haastaa muovin kauppakasseissa
Multifunktionaaliset polysakkaridit tuovat elintarviketeollisuudelle uusia mahdollisuuksiahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Multifunktionaaliset-polysakkaridit-avaavat-uusia-mahdollisuuksia.aspxMultifunktionaaliset polysakkaridit tuovat elintarviketeollisuudelle uusia mahdollisuuksia
Muutosjohtamisen luova voimahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Muutosjohtamisen-luova-voima.aspxMuutosjohtamisen luova voima
Elintarvikkeet muutoksessahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elintarvikkeet-muutoksessa.aspxElintarvikkeet muutoksessa
Tuotteita jätteestä – muovipitoinen orgaaninen jäte otetaan käyttöönhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuotteita-jätteestä.aspxTuotteita jätteestä – muovipitoinen orgaaninen jäte otetaan käyttöön
ChemSheet-innovaatioilla tietä uusille ratkaisuillehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Chemsheet-innovaatioilla-tietä-uusille-ratkaisuille.aspxChemSheet-innovaatioilla tietä uusille ratkaisuille
Matti Apunen: Meillä ei ole varaa olla ilman robottejahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Meilla-ei-ole-varaa-olla-ilman-robotteja.aspxMatti Apunen: Meillä ei ole varaa olla ilman robotteja
Kestävästi lankaa puukuidustahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kestavasti-lankaa-puukuidusta.aspxKestävästi lankaa puukuidusta
Tulevaisuuden arkkitehdit asiallahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-arkkitehdit-asialla.aspxTulevaisuuden arkkitehdit asialla
Puun voimalla biotalouteenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puun-voimalla-biotalouteen.aspxPuun voimalla biotalouteen
Suomi on pidettävä houkuttelevanahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-on-pidettava-houkuttelevana.aspxSuomi on pidettävä houkuttelevana
Suomalaispyörät pyörivät myös tulevaisuudessahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomalaispyörät-pyörivät-myös-tulevaisuudessa.aspxSuomalaispyörät pyörivät myös tulevaisuudessa
SMACC – älyä koneisiinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/SMACC-alya-koneisiin.aspxSMACC – älyä koneisiin
Kyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamistahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuus-vaatii-muutakin-kuin-teknologiaosaamista.aspxKyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamista
Onko tulevaisuudessa jätevettä?http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Onko-tulevaisuudessa-jatevetta.aspxOnko tulevaisuudessa jätevettä?
Uusia ratkaisuja kaupunkitulvien ehkäisyynhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uusia-ratkaisuja-kaupunkitulvien-ehkaisyyn.aspxUusia ratkaisuja kaupunkitulvien ehkäisyyn
Wärtsilän Jaakko Eskola: Menestymme vain innovoinnilla ja uusiutumisellahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Wärtsilän-Jaakko-Eskolaä-Menestymme-vain-innovoinnilla-ja-uusiutumisella.aspxWärtsilän Jaakko Eskola: Menestymme vain innovoinnilla ja uusiutumisella
Ihmisten jäljillähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ihmisten-jaljilla.aspxIhmisten jäljillä
Digitalisaatio tasoittaa erojahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisaatio-tasoittaa-eroja.aspxDigitalisaatio tasoittaa eroja
Älyliikenteestä suomalaisia vientivalttejahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Alyliikenteesta-suomalaisia-vientivaltteja.aspxÄlyliikenteestä suomalaisia vientivaltteja
Tuottoa sijoituksillehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuottoa-sijoituksille.aspxTuottoa sijoituksille
Kaura on kysyttyä tavaraa maailmallahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaura-on-kysyttya-tavaraa-maailmalla.aspxKaura on kysyttyä tavaraa maailmalla
Energiavarastojen kysyntä kasvaa vauhdillahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energiavarastojen-kysynta-kasvaa-vauhdilla.aspxEnergiavarastojen kysyntä kasvaa vauhdilla
Suomi on hyvä investointihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-on-hyva-investointi.aspxSuomi on hyvä investointi
Bisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Sauli-Tormala-Kasvua-kansainvalisilta-kentilta.aspxBisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltä